胎压监测系统(TPMS)技术与设计考虑

2024年轮胎压力监控增强汽车的安全性标题：____年轮胎压力监控增强汽车的安全性摘要：随着科技的不断发展，____年的汽车行业将迎来一个重要的技术突破——轮胎压力监控系统（TPMS）。

该系统利用先进的传感器和无线通信技术，能够实时监测车辆的轮胎压力，并及时向驾驶员提供警告。

这项技术的引入将大大提高汽车的安全性，降低事故风险，本文将详细介绍该技术的原理、优势以及对汽车行业的影响。

引言：轮胎是汽车行驶中最为关键的组件之一，其压力不足或过高都会对车辆的性能和安全性产生负面的影响。

传统上，驾驶员需要定期检查轮胎的压力，并调整至合适的水平。

然而，由于忙碌的生活和疏忽大意，很多人往往忽视了这一重要的维护工作，从而给自身和他人带来了潜在的风险。

幸运的是，随着技术的进步，TPMS的引入为解决这个问题提供了一个创新的解决方案。

接下来本文将重点介绍该技术的原理、优势以及对汽车行业的影响。

一、轮胎压力监控系统的原理轮胎压力监控系统通过在每个轮胎上安装传感器来实时监测轮胎的压力，并将数据传输到车辆的中央处理单元（CPU）。

这些传感器可以无线传输数据，也可以使用车辆的CAN总线进行通信。

一旦发现轮胎压力不足或过高，系统将立即发送警报信号给驾驶员，提示其进行相应的维修或调整。

这些传感器能够精确地测量轮胎内的压力，并将结果与预设的标准进行比较。

如果测量值超出了范围，系统将触发报警，驾驶员可以及时采取措施修复轮胎问题。

此外，传感器还具备温度监测功能，可以检测轮胎的温度是否异常，为驾驶员提供更全面的信息。

总之，TPMS系统通过精确的传感器和强大的数据分析能力，为驾驶员提供了全方位的轮胎监控。

二、轮胎压力监控系统的优势1. 提高行驶安全性：不合理的轮胎压力会导致行车不稳定、制动距离延长等问题，进而增加事故的发生概率。

TPMS系统能够帮助驾驶员及时发现轮胎压力问题，及时进行调整，保证车辆的稳定性和安全性。

2. 减少燃油消耗：轮胎压力过低会增加车辆的滚动阻力，导致燃油消耗的增加。

胎压监测系统的设计)胎压监测系统（TPMS）是一种车载安全系统，用于监测和报告车辆轮胎的实时胎压信息。

该系统通过传感器在车辆的每个轮胎上安装，并通过无线通信将胎压数据传输到车辆中央处理单元（ECU）或驾驶舱的仪表板上的显示屏上。

胎压监测系统的设计旨在提高驾驶员和乘员的安全性、减少车辆维修和保养成本，并提高燃油效率。

1.传感器选择：选用高质量、高精度的胎压传感器。

这些传感器应能在各种温度和地形条件下工作，并能精确测量每个轮胎的胎压。

2.传感器安装位置：传感器应安装在每个轮胎的气门上，并与轮胎的空气腔相连。

传感器的安装位置应在车辆结构和无线通信方面具有良好的稳定性和可行性。

3.数据传输：胎压传感器通过无线通信将数据传输到车辆的中央处理单元或仪表板上的显示屏。

这需要选择适当的无线通信技术并设计合适的通信协议。

传输的数据应具有较高的可靠性和实时性。

4.数据处理和分析：车辆中央处理单元或仪表板上的显示屏应具备处理和分析胎压数据的功能。

这将涉及到设计合适的算法和逻辑，用于判断胎压是否达到警戒线，并提供相应的警示。

5.用户界面：胎压监测系统应具备友好的用户界面，以便驾驶员或乘员能够方便地查看和理解胎压数据。

这可能包括数字显示、指示灯、声音警报等反馈机制。

6.警报和报警：系统应当能够根据实时胎压数据发出警报和报警。

这可以通过仪表板上的显示屏、声音警报、风格振动等方式实现，以提醒驾驶员注意胎压问题。

7.可靠性和安全性：胎压监测系统的设计应具备高可靠性和安全性。

这包括传感器的稳定性、数据传输的可靠性、系统的抗干扰能力以及反面攻击的安全性保障等。

8.故障检测和维护：系统应能检测传感器的故障情况，并提示用户进行维护和更换。

这可以通过系统的自检功能、传感器故障检测算法等手段实现。

9.系统集成和兼容性：胎压监测系统的设计应能与车辆的其他系统进行良好的集成，并具有良好的兼容性。

系统设计应考虑到不同车辆的需求和要求，以便可以广泛适用于不同类型的车辆和市场。

２ 实现方案
Ａ ： 右 舯 轮 Ｂ ： 理 汽 车转 弯 时 ，四个 轮胎 行驶 的轨迹 都 不 同。 股情 况 下 ， 内侧 轮 胎和 外侧 轮胎 转 弯 圆弧 的圆 心是 相 同的 ， 但 是 由于 内侧轮 胎和 外 侧 的转 弯 半 径 不 同 ， 因此 外 侧 的 轮胎 行驶 距 离较 内侧 的轮胎 长 ； 另外 ，由于 后胎 的轨 迹 较前 胎 的弧度 更 小 ， 更 接 近 于直 线 ， 行 驶 距 离 较 前 胎 更 短 ，会 存 在 内轮 差 （ 如 图１ 所 示 ）， 以左 转 为例 ，行 驶轨 迹 长度 及速 度 由大 到小 依次 为右 前 胎 、 左 前胎 、右 后 胎 、左后 胎 ， 因此可 通过 各轮 位 发射 器 中加速 度传 感 器ｘ轴和 ｚ 轴 （ 如 图２ 所 示 ）的加速 度 信 息与 车 内接 收器 实 际接 收 的 信 号强 度信 息 ，综 合判 断 当前 轮胎 位置 ，其 中信 号 强度 作为 辅 助判 断 信息 。 ｘ 轴和ｚ 轴加 速 度 信 息 可通 过 车 辆转 弯 时 轮胎 内 的传 感 器检 测 得 到 ，信号 强度 信 息可通 过接 收 器检测 得 到 。
Ｅ Ｌ Ｅ ＣＴＲ ＯＮＩ ＣＳ Ｗ ０ＲＬ Ｄ ・
汔 车胎 压监 测 系统 （ Ｔ Ｐ ＭＳ） 一 自动 匹配 技市
惠州经济职 业技 术学院 乔晓 华 华 楚 霞
【 摘要 】 Ｔ Ｐ ＭＳ（ Ｔ ｉ ｒ ｅ Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ Ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ，胎压监 测 系统 ） 是 一种 对车 辆轮 胎 的压 力、温 度 、电压 等进行 实时监测 的 系统 ，由安 装在 车 内的接 收 器和 安装 在轮 胎 内的发 射 器组 成 ，要 想 通过 该 系统 实现 对轮 胎 胎压 信息 监测 ，首 先 需将 接 收 器与发射 器进 行 匹配 。本 文主要 描述 了一种 实现 系统 自 动 匹配的技 术 ， 用户在 实 Ｉ ￣ － ／ ｆ ｌ 车过 程 中 自动 完成该 匹配 过程 ，无 需进 行任何 操 作 。

1 引言汽车在高速行驶中,轮胎故障是所有驾驶者最为担忧和最难预防的,也是突发性交通事故发生的重要缘故。

中国正进入家庭汽车的高速增加期，轮胎安满是汽车平安性能评判的重要指标，轮胎爆胎由于其不可预测性和不可操纵而成为突发性交通事故发生的重要缘故，造成庞大的经济损失和人员伤亡，极大地要挟着汽车的行驶平安。

适当的轮胎充气压力是保证汽车平安、平稳行驶的关键因素。

及时准确地对超过或低于轮胎压力标准范围的异样状态进行报警，是减少由轮胎爆胎引发的交通事故的有效途径。

于是汽车轮胎气压监测系统TPMS(Tire Pressure Monitoring System)开始取得开发与利用。

1．1 课题的背景据交警部门统计，轮胎爆胎、疲劳驾驶和超速行驶是造成高速公路交通事故的三个重要缘故，其中轮胎爆胎由于其不可预测性和不可操纵性而成为首要因素，在中国高速公路上发生的交通事故更有70%是由轮胎爆胎引发的。

据统计，在高速公路上发生的交通事故有70%-80%是由于爆胎引发的。

如何避免爆胎已成为平安驾驶的一个重要课题。

中国国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析，维持标准的轮胎气压行驶和及时发觉轮胎漏气是避免爆胎的关键。

而汽车胎压监视系统（TPMS：Tire Pressure Monitoring System）毫无疑问将是理想的工具。

凡世通（Firestone）轮胎的质量问题，造成了超过千人的伤亡，此事引发了业界和美国政府的高度关注，普利斯通/凡世通公司曾被迫一次收回650万只轮胎。

据美国汽车工程师学会最近的调查，美国每一年有26万交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的，另外，每一年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引发的。

由于每一年造成的经济损失庞大，美国政府要求汽车制造商加速进展TPMS 系统，以求减少轮胎事故的发生。

针对这一问题，2001年7月，美国国家公路交通平安治理局（NHTSA）出台相应法案规定，法案要求到2007年，所有在美国销售的汽车都必需安装轮胎压力监视系统。

车辆胎压监测方案怎么写随着汽车行业的发展和消费者对安全驾驶的重视，车辆胎压监测系统（TPMS）已经逐渐成为汽车行业的标配之一。

TPMS不仅有助于提高车辆安全性能，同时也可以减少车辆燃油消耗，延长轮胎使用寿命。

因此，车辆胎压监测方案的设计与实施显得尤为重要。

本文将介绍TPMS的基本原理和实施方案。

胎压监测系统的基本原理胎压监测系统是通过一组传感器来检测车辆的轮胎气压情况。

传感器会对轮胎的气压进行不断地测量和分析，然后将数据传输到中央处理器进行处理。

一旦轮胎的气压低于正常值，系统就会发出警告信号，提醒驾驶员进行检查调整。

胎压监测系统的传感器可以分为两种类型：间接式和直接式。

间接式胎压监测系统会利用车辆的轮速传感器和ABS系统来检测轮胎的气压情况。

而直接式胎压监测系统则是将压力传感器直接安装在轮毂上进行测量。

直接式胎压监测系统更精准、更灵敏，但其成本也相比间接式胎压监测系统更高。

一般而言，中高档车会采用直接式胎压监测系统，而低档车则会采用间接式胎压监测系统。

胎压监测方案的实施车辆胎压监测方案的实施需要从以下几个方面进行考虑：车型和胎压标准的选择不同的车型和轮胎规格需要有相应的胎压标准，车辆胎压监测方案的设计需要根据车型和轮胎规格的具体情况来确定合理的胎压监测标准。

传感器的选择和安装传感器的性能和精度会直接影响到胎压监测的准确性，因此需要选择合适的传感器，并且在安装时需要注意传感器的位置和安装角度。

通常情况下，传感器会安装在轮毂上，可以通过网络连接到车辆的监测系统。

在传感器的选择和安装方面，可以寻求专业的技术支持和建议。

警告机制的设置和实现车辆胎压监测系统需要有超出胎压安全范围的警告机制，以便及时告知驾驶员。

对于车辆胎压监测的警告机制，建议设置在达到临界胎压水平时发出声音或振动，并在车辆的显示屏上提示相应的警告信息。

此外，在车辆起动时或定期检查车辆时，也可以通过查询车辆胎压监测的历史记录来了解轮胎状况。

基于MPXY8300和STM32的汽车胎压监测系统设计汽车胎压监测系统（TPMS）是一种使用传感器监测车辆胎压的设备，旨在提醒驾驶员胎压异常，以确保行车安全。

本文将介绍基于MPXY8300压力传感器和STM32微控制器的汽车胎压监测系统的设计。

1.系统概述汽车胎压监测系统主要由以下几个部分组成：传感器模块、控制模块、显示模块和报警模块。

传感器模块负责测量胎压值并发送给控制模块，控制模块对胎压进行判断并控制显示模块和报警模块进行相应操作。

2.传感器模块设计MPXY8300压力传感器是一种具有高精度和低功耗的压力传感器，适用于胎压监测系统。

传感器模块将传感器与STM32微控制器进行连接，通过I2C或SPI接口发送胎压值给控制模块。

3.控制模块设计控制模块由STM32微控制器构成，负责接收传感器模块发送的胎压值，并进行胎压状态判断。

当胎压异常时，控制模块将控制显示模块显示对应的胎压状态，并通过报警模块发出声光报警信号。

4.显示模块设计显示模块采用液晶显示屏，用于显示每个轮胎的胎压值和胎压状态。

控制模块通过串口或并行接口与显示模块进行通信，并发送相应的显示信息。

5.报警模块设计报警模块主要由蜂鸣器和LED指示灯组成。

当胎压异常时，控制模块将控制蜂鸣器发出声音，并通过LED指示灯闪烁来提醒驾驶员。

6.系统工作流程系统在工作时，传感器模块不断测量胎压值并发送给控制模块。

控制模块接收到胎压值后，通过一定的算法进行胎压状态判断，如果胎压异常，则控制显示模块显示相应的胎压状态，并控制报警模块发出声光报警信号。

当胎压恢复正常时，系统将不再发出报警信号。

7.系统特点该系统采用了高精度和低功耗的MPXY8300压力传感器，能够准确测量胎压值。

通过STM32微控制器的处理和控制，能够实时监测胎压状态，并通过显示模块和报警模块提醒驾驶员。

同时，该系统还具有低功耗和可靠性高的特点。

总结：。

Ｔ ＭＳ的研究背 景 ．汽 Ｐ
在 汽 车 的 高 速 行 驶 中 ， 胎 故 障 是 所 轮 有 驾 驶 者 最 为 担 心 和 最 难 预 防 的 ， 是 突 也 发 性 交 通 事 故 发 生 的 重 要 原 因 。据 统 计 ， 在 高速 公 路上 有 ４ ％的 交通 事 故 是 由 于轮 ６ 胎 发 生 故 障 引起 的 ， 中 爆 胎 一 项 就 占轮 其 胎事 故 总量 的 ７ ％， 这一 比 例在 美 国更是 ０ 而
２． １工作原 理 直 接 式 ＴＰ ＭＳ主 要 由安 装 在 汽 车 轮 胎 内 的 压 力 、 温 度 传 感 器 和 信 号 处 理 单 元 （ ＣＵ） Ｍ 、ＲＦ发 射 器 组 成 的 ＴＰ ＭＳ发 射 模 块 ， 安 装 在 汽 车 驾 驶 台 上 的 包 括 数 字 信 和 号处 理单 元 （ Ｃ 的 ＲＦ接 收器 、液 晶显示 Ｍ Ｕ） 器 （ Ｃ ） 接受 模块 组 成 。其 系统如 图 １ Ｌ Ｄ的 所 描述 的。 般 情 况 下 ， 辆 轿 车 需要 ４个 ＴＰ 一 ＭＳ 发射 模块 和 １ Ｔ ＭＳ接 收器 ； 了提高 系 个 Ｐ 为 统 的 接 收 能 力 和 抗 干 扰 能 力 ， 统 安 装 时 系 需 要 在 汽 车 底 盘安 装 接 收 天 线 。直 接 安 装 Ｐｒｓｕ ｅ Ｍｏ ｉｏｉ ｇ Ｓ ａｅ ｅｓ ｒ ｎｔｒｎ ｙ ｍ”的英 文缩 写 ， 形 成 了 ３代 ： 第 一 代 的 实 现 技 术 主 要 是 通 过 压 力 传 在 每 个 轮 胎 里 测 量 轮 胎 压 力 和 温 度 模 块 ， 主要 用 于 在 汽 车行 驶时 实 时 的 对 轮 胎 气压 进 行 自动 监 测 ， 轮 胎 漏 气 和 低 气 压 进 行 感 器 、 无 线 技 术 来 实 现 轮 胎 压 力 的 检 测 ， 将 测 量 得 到 的 信 号 调 制 后通 过 高频 无 线 电 对 ＲＦ 发 将 报 警 ， 保 障行 车 安 全 ， 驾 车 者 、乘 车人 它 通 过 将 压 力 传 感 器 与 轮 胎 的 气 阀 相 结 波 （ ） 射 出去 。 接 收 器 接 收 到 信 号 ， 以 是 合 ， 便 检 测 轮 胎 的 压 力 信 号 （ 前 的 轮 胎 各 个 轮 胎 的 压 力 和 温 度 数 据 显 示 在 屏 幕 以 以 的 生 命 安 全 保 障 预 警 系统 。 上 ， 驾 驶 者 参 考 。 如 果 轮 胎 的 压 力 或 温 供 度 出现 异 常 ， 中央 监 视 器 根据 异 常情 况 ， 发 出 不 同 的 报 警 信 号 ， 醒 驾 驶 者 采取 必 要 提 的措施 。 ２ ２ Ｔ ＭＳ系统硬 件组 成及 主要组 件选择 ． Ｐ Ｔ ＭＳ 收 模块 安 装 在驾 驶 室 内的 ， Ｐ 接 由 三 部 分组 成 ， 别 是 显示 屏 ， 位 单 片 机 及 分 一 射 频 收 发 芯 片 。 元 器 件 的 选 择 除 了 性 能 外 ， 度 范 围 一 般 要 求达 到 商 用 级标 准 即 温 图 １ 直接式 Ｔ ＭＳ系统结构 图 Ｐ

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：1.1 本课题的意义自从人类进入工业时代，汽车工业飞速发展，交通越来越便利，随之而引发的交通事故也不断地增多，其中由于轮胎问题引起事故的比例非常的高，因此人们对行驶中的轮胎压力进行了特别的关注。

轮胎压力影响着轮胎的寿命和汽车的使用性能。

据测试，汽车在时速160公里以上行驶时发生爆胎事故，驾乘人员的死亡率为100%。

爆胎已于疲劳驾车、超速行驶并列为中国道路交通的三大杀手。

其中，轮胎爆胎由于其不可预测性和无法控制而成为首要因素。

据统计，在中国高速公路上发生的交通事70%是由于爆胎引起的，而在美国这一比例高达80%，是各种比例最高的【1】。

本世纪初，由于凡世通（Firestone）轮胎的质量问题，造成了超过100人死亡和400人受伤，此事件引起了业界和美国政府的高度关注，普利斯通∕凡世通公司被迫收回650万只轮船。

据美国汽车工程学会的最近调查，美国每年有26万交通事故是由于轮胎压力低或渗透造成的，此外，每年75%的轮胎事故是出于轮胎渗透或充气不足引起的【2】。

因此安全驾驶成为了社会面临的一个严峻的问题，迫切希望与偶一种能够在汽车胎压过高或国低时可以报警提示驾驶员的装置出现，因此胎压监测系统——TPMS(Tire Pressure Monitoring Systems)应运而生。

轮胎是汽车的重要组成零部件，事关出行的安全。

我国目前没有防止爆胎的相关强制国家标准，但是中国企业正在研发比美国更为先进、安全的系统，不仅能自动监测胎压，而且还能对爆胎后实施安全救助。

如何解决汽车安全行驶问题，对于减少人们财产损失以及提高汽车运输的发展都具有非常重要的意义。

研究胎压监测系统的意义主要体现在以下几个方面：1)用户方面：给用户带来有效、方便、快捷的胎压监测方法，使用户坐在驾驶室里面就可以随时获得轮胎的气压信息；2)安全方面：TPMS可以及时发现轮胎气压问题，指导驾驶员进行冲放气，避免车祸的发生，保障行车安全；3) 社会效益方面：TPMS系统可以很较好的保障行车安全，将来会被越来越多的汽车生产厂家以及车主采用，社会需求也将会越来越大，经济效益也会随之增加。

国内对于 TPMS 的研究起步较晚，只是近几年才开始进行研究。最新的中华人民共和 国国家标准“机动车运行安全技术条件”中的安全防护装置条款中规定：“车长大于 6m 的长途客车和旅游客车、最大设计总质量大于 12000kg 的载货汽车和载货牵引车应安装 轮胎压力报警装置；有关部分机动车应安装轮胎压力报警装置的要求，自本标准发布之 日起第 25 个月开始对新注册车实施”。可见我国政府已经开始重视汽车轮胎气压监测设 备的发展和应用。
毕业设计（论文）开题报告
学生姓名
系部
汽车工程系
专业、班级
指导教师姓名
职称
副教授
从事 专业
计算机应用 是否外聘 □是■否
题目名称

基于单片机的汽车轮胎胎压监测系统的设计与实现
一、课题研究现状、选题目的和意义 （一)、研究现状
近年来汽车电子产品得到了飞速发展，并已经形成了独立的汽车电子产业。汽车轮 胎压力监视系统（Tire Pressure Monitoring System，TPMS）是一项集先进传感器技术、 无线通讯技术、信息处理实时测控技术、嵌入式系统应用技术等于一体的高新技术汽车 电子产品。TPMS实时的对汽车轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气，低气压，气压过高 及温度过高等轮胎状况进行预警，以保障汽车行驶安全。
吉林大学、北京理工大学、郑州大学、清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学 等高校都有学者对直接型TPMS相关技术进行理论研究，设计出了一系列方案，也有一些 监测报警装置申报了专利。但是，国内厂家生产的TPMS基本是靠引进国外公司轮胎压力 监测系统开发平台及生产线，核心技术都掌握在国外厂家手中，基本没有自主知识产权 可言。目前国内的TPMS系统问题不少：安装繁琐、影响美观、整车厂难以配装；不能设 定标准胎压，无法保障轮胎合理使用：射频效率、编码纠错性能差、在恶劣环境下漏报 严重；能耗较高，不能达到TPMS系统应有的使用寿命要求；成本高昂，检测范围小，产 品通用性不高。TPMS在中国的研究刚刚开始起步。高校及科研院所方面，吉林大学孙宏 伟对现有F费scale方案进行了研究，提出了针对Ftcaale传感器MPXY8020A的温度补偿算 法；合肥工业大学沈俊峰提出了以SPl2传感器，PICl6F683处理器，以及T5754射频发射 器构成的轮胎压力检测方案￡12j；燕山’大学张启中通过分析轮速传感器脉冲数相对差 值的影响因素和影响规律，提出了基于脉冲数互比法气压异常报警系纠”；浙江大学， 屯子科技大学，中国科学院上海微系统与信息技术研究所等也有学者对TPMS进行了类似 的理论研列”。 （二）、选题的目的、意义 目的：随着世界经济的不断发展，基础投资的不断加大，以及公路设施的改善和高速公 路里程的迅速增加，公路交通的平均车速有了很大提高。但同时交通事故尤其是爆胎事 故、追尾事故也相应增加，给人民的生命财产造成重大损失。交通安全已成为国家和个 人越来越关注的重点。

更换或者调换胎压传感器位置需要对其进行重新匹配！ 必须注意避免损坏胎压传感器，扒胎机卸铲远离气门芯的位置！
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TPMS
D70胎压监控系统模块TPMS安装在车辆的左侧C柱内侧 TPMS模块用于接收胎压传感器的无线信号，并显示提示内容在组合仪表上；
更换TPMS模块后需要与传感器进行重新配对。
课程 模块
M4电气系统 4—车身电气
M4-17 胎压监测系统（TPMS）
1
课堂管理
禁止吸烟
积极参与
手机静音
准时出席
实习准则
记录要点
2
任务要求
能够阐述PEPS系统 能够描述工作原理 能够掌握系统检查 完成 M4-17：胎压监测系统（TPMS）练习单
3
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TPMS
胎压监测系统简称“TPMS”，这种技术可以通过记 录轮胎转速或安装在轮胎中的电子传感器，对轮胎的各 种状况进行实时自动监测，能够为行驶提供有效的安全 保障。 D系列采用的是直接式胎压监测系统，通过在轮胎里 面加装四个胎压监测传感器，在汽车静止或者行驶过程 中对轮胎气压和温度进行实时自动监测，并对轮胎高压、
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北汽倒车辅助系统由控制模块、雷达传感 器、摄像头、导航屏、组合仪表等组成。
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RVC—Rear View Camera 后视摄像头 后视摄像头是一种用于倒车影像拍摄以及动、静态倒车轨迹线集成模拟的安全辅助舒适性系统。 后视摄像头与车载显示屏配合并向驾驶员提供驻车影像辅助。

TPMS简介宣讲人：旗云院显示控制科—2010年1月18日旗云汽车工程研究院培训专用TPMS简介是汽车轮胎压力监测系统是Tire Pressure Monitoring System TPMS“Tire Pressure Monitoring System”的英文缩写形式，主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压和温度进行自动检测，对轮胎气、温度过高或过低进行报警，以保障行车安全。

这套系统主要由四个或五个（含备胎）气压温度传感器，四个低频天线（不一定），一个手持初始化仪器（不一定）一个高频天线，一个接收器和一个显示器组成。

通过传感器把轮胎的气压和温度信息发送给接收器，由接收器对信号进行处理，然后发给显示器，以实现时实监测轮胎现胎的气压和温度，出现问题进行报警。

旗云汽车工程研究院培训专用TPMS安装示意图一般装在汽车的中央。

旗云汽车工程研究院培训专用TPMS工作原理四轮轮胎气压传感器实时的监测轮胎的气压和温度，通过无线高频信号把数据发送给接收器进行信息处理，然后把响应的信号送给仪表进行显示。

旗云汽车工程研究院培训专用TPMS 的配置类型高端配置高端配置的组成：接收器、传感器、高频天线、低频触发天线。

高端配置的工作原理：低频触发器主要用来唤醒传感器和进行传感器的ID学习。

当传感器监测到轮胎压力和温度过高或过低时，将会发射高频信号，接收器收到到信号后，将在仪表上做出相应显示。

此种方案的优点是能够通过四个低频触发天线来唤醒或关闭放置在四个轮胎里面的传感器,当汽车停车时,能够通过低频触发天线来关闭传感器,使其进入睡眠模式,不发射数据,减小电能损耗；当汽车启动时,再利用低频天线来触发使传感器进入正常的工作模式当顾客更换轮胎后入正常的工作模式。

当顾客更换轮胎后,能够利用低频触发天线来学习新的传感器的ID号,具有自学习的功能.由于接收器和仪表是通过CAN总线进行通讯的,其传输的信息量大,可以在仪表上显示轮胎的温度、压力和具体的轮胎位置.此种方案是比较先进的。

第2篇
胎压监测方案
一、引言
为确保道路行驶安全，预防因轮胎胎压异常引发的交通事故，提高车辆安全性能，本方案旨在制定一套全面、合规的胎压监测方案。本方案遵循国家相关法规和行业标准，力求为车辆驾驶提供坚实的安全保障。
二、目标
1.实现对车辆轮胎气压和温度的实时监测，确保行车安全。
2.提高驾驶员对轮胎状况的实时了解，降低胎压异常引发的交通事故风险。
（1）实时监测轮胎气压、温度；
（2）数据传输稳定，抗干扰能力强；
（3）低功耗设计，延长使用寿命；
（4）易于安装与维护。
2.数据传输与处理
（1）采用无线传输方式，实现传感器与数据接收器之间的数据传输；
（2）数据接收器对接收到的数据进行处理，实时显示轮胎气压、温度等信息；
（3）数据接收器具备数据存储功能，可存储历史数据，便于查询与分析；
（4）数据传输过程中，采用加密措施，确保数据安全与隐私。
3.报警与提示
（1）当轮胎气压、温度超过设定阈来自时，数据接收器立即发出声光报警，提醒驾驶员注意；
（2）报警信息可通过文字、图形等方式展示，便于驾驶员快速了解轮胎异常状况；
（3）具备故障自检功能，确保监测设备正常运行。
4.人员培训与宣传
（1）对驾驶员进行胎压监测设备的使用培训，使其熟练掌握操作方法；
（3）低功耗设计，延长设备使用寿命；
（4）易于安装、维护，便于车辆驾驶员操作。
2.数据采集与传输
（1）采用无线传输技术，实现传感器与数据接收器之间的数据传输；
（2）数据接收器对接收到的数据进行处理，实时显示轮胎气压、温度等信息；
（3）数据接收器具备数据存储功能，可存储历史数据，便于查询与分析；
（4）采用加密技术，确保数据传输安全可靠。

摘要随着社会经济和科学技术的发展，公路交通已经成为关系国民经济命脉和社会、经济发展的重大系统，但随之而来的交通事故给人的生命安全和经济发展造成了重大损失。

爆胎是引起交通事故的主要原因，保持标准的车胎气压行驶是防止爆胎的关键，胎压检测系统(TPMS)是由此应运而生的一项汽车安全防范系统。

胎压检测系统主要用于汽车行驶过程中对汽车胎压与温度的实时检测，当出现异常状态时进行报警，从而保障驾乘者的行车安全。

本课题研究的目的是开发一种用于机动车辆上的无线胎压检测系统。

本文提出了一种基于无线技术的胎压检测系统方案，给出了系统总体结构框图，阐述了系统硬件电路和各模块软件的设计方法。

硬件设计综合运用了检测技术、单片机技术及无线通信技术，其中发射模块能实时检测、处理轮胎的压力和温度参数，并运用无线方式将处理后的数据传输到接收模块；接收模块能校验数据并显示结果，用以告知驾驶员各个轮胎的情况。

软件设计包括发射模块和接收模块两部分，具体为发射模块和接收模块的初始化、数据测量及处理，发射及接收程序。

关键词：胎压检测系统；无线通信技术；传感器；射频收发；C语言ABSTRACTWith the socio．economic and science and technology development，road traffic has become the major system of the national economy and the social，economic development，however,traffic accidents following resulted in significant losses about the lives and safety of people and economic development．Puncture is the main cause of traffic accidents，keep driving in standards tire pressure is the key to prevent puncture，Tire pressure detection system(TPMS)which bom as a car security system．Tire pressure monitoring system is mainly used for real-time tire pressure and temperature monitoring in the process of driving to protect the occupants of the driving safety when the abnormal state of alarm．The purpose of this research is to develop a wireless RF transmission tire pressure monitoring system which used in motor vehicle．This paper proposed a wireless technology based on the fire pressure monitoring systems programs，gave the overall system design block diagram and explain the system hardware circuit design and software design of the modules．Hardware circuit mainly uses sensor detection technology,single-chip technology and wireless communication technology,transmitter module can detect，deal with the tire pressure and temperature parameters real—time，and transmitted data processed to the receiver module use the way of wireless．Receiver module cail calibration data and display the result to inform the driver of the situation of all tires．Software design contains transmitter module and receiver module，specific for transmitter module and receiver module initialization，data measurement and processing，send and receive procedures．Key words：tire pressure monitoring system，wireless communication technology sensor,anti-jamming，RF transceiver，C language目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................................................................... I I 第1章绪论 . (1)1.1选题的背景 (1)1.2课题的目的及意义 (3)1.3课题主要工作 (4)第2章系统整体方案设计 (5)2.1系统设计要求 (5)2.2系统设计方案 (5)2.2.2发射模块 (6)2.2.2接收模块 (6)2.3元器件选择 (6)2.4关键技术研究 (7)2.4.1频率选择 (7)2.4.2信号编码方式 (7)2.4.3轮胎定位技术 (8)2.5本章小结 (8)第3章发射模块的设计 (9)3.1传感器单元的硬件电路设计 (9)3.1.1 DS18B20工作方式 (9)3.1.2 ADC0809工作方式 (10)3.1.3 DS18B20温度检测程序 (12)3.2发射单元的硬件电路设计 (16)3.2.1 发射单元控制电路 (16)3.2.2 发射单元发射电路 (18)3.3发射模块的软件设计 (18)3.3.1 编程工具选用 (18)3.3.2编程语言及开发软件的选用 (18)3.3.3通信协议 (19)3.3.4软件设计 (20)3.4 本章小结 (25)第4章接收模块的设计 (26)4.1接收模块的硬件电路设计 (26)4.1.1射频接收单元的硬件电路设计 (26)4.1.2射频接收单元工作方式 (28)4.1.3显示报警单元电路设计 (34)4.1.4蜂鸣器报警单元电路设计 (34)4.1.5电源单元设计 (35)4.2接收模块的软件设计 (35)4.3本章小结 (39)第5章系统测试 (40)5.1 概述 (40)5.2信号实时传输显示测试 (40)5.3温度超过预警值报警测试 (41)5.4模拟压力超过预警值报警测试 (42)5.5模拟压力和温度超过预警值报警测试 (42)5.6本章小结 (43)结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)附录 (47)第1章绪论1.1选题的背景本世纪初，由于凡世通(Firestone)轮胎的质量问题，造成了超过100人死亡和400人受伤，此事引起了业界和美国政府的高度关注，普利斯通、凡世通公司被迫收回650万只轮胎。

TPMS胎压检测系统介绍及工厂实施方案作者：宋明益来源：《时代汽车》2023年第24期摘要：TPMS（Tire Pressure Monitoring System）作为一种轮胎压力监测系统，可以进行轮胎压力和温度等状态的监测和异常情况的报警，提醒驾驶人及时处理，提高汽车驾驶的安全性、经济性和舒适性，是智能轮胎技术的一个非常重要的应用。

本文从TPMS类型、胎压传感器信号解析、工厂标定环境要求三个方面展开分析，目的为TPMS在工厂内标定提供一个较为理想的实施方案。

关键词：TPMS 信号解析工位布置1 引言本文介绍了常见的TPMS类型、TPMS胎压传感器技术要求、天线板布置方式及成功率影响因素分析，为在具有TPMS检测要求的主机厂提供建议及规划指导。

2 TPMS介绍2.1 TPMS工作原理待检车辆在主线工位移动，TPMS设备根据车辆位置依次触发左前，右前，左后，右后4个胎压传感器，读取胎压ID值并上传对应系统。

a）針对不同形式的胎压传感器（轴向、切向）天线板采用不同线圈发射低频信号激活胎压传感器。

b）传感器被激活后返回带有胎压、胎温、轮胎ID信息的高频信号，不同供应商采用不同的胎压通讯协议。

c）天线板是通过控制低频信号的影响范围来控制读取的轮胎（即防读穿）。

d）任何标示位相同，频段一致的高频信号都会被天线板识别读取。

2.2 TPMS类型主要类型包括间接式TPMS、直接式TPMS、混合式TPMS和无源式TPMS[1]。

a）间接式TPMS通过车辆ABS上系统上的轮速传感器来比较四只轮胎的转速来实现欠压报警：如果其中一只轮胎气压降低，车辆重量会使该轮直径变小，行驶相同的距离该车轮转速就会与其他车轮不同，当差别很大时就仪表就会发出异常胎压报警。

b）直接式TPMS通过安装在轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压、温度等信息，利用无线发射器将压力等信息从轮胎内部发送给中央接收器单元，在仪表盘显示每个轮胎的气压数据，当轮胎气压过低或漏气时系统会自动报警[2]。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- TPMS 胎压监测系统功能规范---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------目录1 范围本规范描述了车辆胎压监测系统组成及功能，组件接口及信号定义，机构要求及尺寸等信息。

2术语和定义3.1 TPMS胎压监测系统(Tire Pressure Monitoring System)该系统在车辆行驶的时候监测轮胎内温度、胎压或延时压力变化，并且能够发送对应的信息给使用者的系统。

胎压监测系统由胎压传感器和胎压控制模块组成。

3.2胎压传感器安装在每一个轮毂上，实时监测轮胎的气压和温度，通过无线方式（433.92MHz）发送数据。

它由压力传感器、温度传感器、加速度传感器、MCU、射频发射芯片、电池、LF低频接收电路和天线组成。

传感器可以接收125kHz的低频唤醒信号，根据低频唤醒信号或加速度传感器信号，发射器在睡眠模式和工作模式之间切换，降低电量消耗。

3.3显示器在仪表和音响上进行图文显示，准确报出故障信息。

3.4发射功率 (sending power)是指在汽车遥控发射器的天线处测得的发送信号的功率。

3.5灵敏度 (sensitivity)是指产生标准输出信号时所需要的最小输入信号电平。

3.6单向系统胎压传感器发送胎压信息给胎压控制模块，但它无法确保接收控制器能够正确接收到此信息。

3.7低频激活器其主要作用是对内部带低频唤醒功能的胎压传感器起到唤醒作用；传感器收到低频信号后，从睡眠状态切换到正常工作状态，此时传感器能发出ID和轮胎当前状态信息。

• 三、要求具备快速漏气报警：监测到轮胎气压 以大于30kPa/min的速率降低时（并非爆胎）， 应在1min内报警，并指明漏气轮胎的位置。
• 四、系统应具有故障报警功能，系统运行状态 下，系统本身出现故障时应在10min内发出报 警信号。
• 五、系统应具有当前轮胎压力值显示功能：系 统运行状态下，TPMS应能够实时查询每个轮胎 的压力值信息。
• 六、静态信号接收性能：系统运行状态下，要 求被测车轮静止于不同位置时（车轮在360度 圆周上每隔10度测试一次），应能稳定接收胎 压监测模块发出的信号。
• 七、动态信号接收性能：车辆在行驶时，应能 稳定接收胎压监测模块发出的信号。
该标准虽然是推荐性国家标准，但与国外 的TPMS标准对比，在安全性和可靠性等多方面 均有具体而详细的规定，而且技术指标也更高。
轮胎是汽车行驶过程中唯一与地面接触的外露的无 保护的部件，使用TPMS后会带来：
●安全性
1.TPMS属于主动安全系统，将事故消灭在萌芽状态，确保乘员安全 ；
2.避免因轮胎气压的不平衡，导致的汽车跑偏；
3.避免因轮胎气压过低引起的爆胎；
4.避免因轮胎气压过高引起胎冠快速磨损，汽车的抓地力下降，导致 刹车性能减弱。
为实时检测轮胎气压，TPMS产品应运而生！
TPMS 主要分为两种类型：
一种是 Wheel-Speed Based TPMS（间接式 TPMS ），这种系统是通过汽车 ABS 系统的轮 速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到 监视胎压的目的。
另一种是Pressure-Sensor Based TPMS （直接式 TPMS），这种系统是利用安装在每一 个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压， 并对各轮胎气压进行显示及监视，当轮胎气压 太低或有渗漏时，系统会自动报警。

汽车轮胎胎压监测系统设计与实现近年来，随着汽车行业的发展，汽车安全已成为人们不可忽视的重要问题。

其中，轮胎胎压监测系统（TPMS）是现代汽车安全系统的一个重要组成部分。

它通过监测车辆轮胎的空气压力，并在出现异常情况时发出警报，从而大大提高了驾驶员的行驶安全。

本文将简要介绍TPMS的原理和分类，并详细论述一种基于无线传感器网络的TPMS系统的设计和实现。

一、TPMS原理及分类TPMS的主要原理是通过监测轮胎内部的空气压力，并将数据通过相关传感器传递到车载电脑系统进行处理。

在轮胎发生异常时，系统会立即发出警报，并提示驾驶员进行相应处理。

根据传感器的不同方式，TPMS可分为两类：直接式和间接式。

直接式TPMS直接使用压力传感器监测轮胎内气压，具有精度高和可靠性强的特点。

而间接式TPMS则是通过车辆其他传感器（如ABS或ESP）来推测轮胎空气压力，其精度和可靠性相对较低。

二、基于无线传感器网络的TPMS系统设计本文将重点介绍一种基于无线传感器网络的TPMS系统。

该系统基于无线ZigBee技术，采用ZigBee传感器和无线信道传送数据。

为了更好的实现这个系统，我们需要考虑以下几个方面:（1）系统架构本系统由三部分组成：车载电脑系统、传感器网络模块和显示模块。

其中，传感器网络模块负责收集轮胎的气压信息，并将其转发给车载电脑系统。

一旦发现异常情况，车载电脑系统会发出相应警报，并在显示模块上显示异常轮胎的标号和胎压数据。

（2）无线传感器网络设计在传感器网络中，每个轮胎都配备了一个Zigbee无线传感器。

它们会将其测量的胎压数据以广播的方式传输到附近的其他传感器中，最终到达车载电脑系统。

为了保证数据的可靠性和稳定性，我们使用了冗余传输方式，即将数据分别发送到三个近距离的传感器上，然后再由它们转发到车载电脑系统。

（3）功耗控制本系统中的传感器和车载电脑系统都是基于电池供电的，因此功耗控制非常重要。

传感器设备在测量胎压时会产生大量功耗，因此需要在传输过程中采用一些压缩算法和降低传输功率的方法，在保证数据准确性的同时，降低功耗。